Koncepce veřejného osvětlení měst a obcí - Část 5 - Pilotní projekty obnovy VO
22. 12. 2014 | Ing. Petr Žák, Ph.D., Ing. arch. Simona Švecová | www.energiepodkontrolou.com
V předchozích dílech tohoto seriálu byly popsány příklady koncepčního přístupu k veřejnému osvětlení (VO) jednak obecně a jednak na příkladu tří obcí: Mikulovic, Nivnice a Hořic na Šumavě. Pátý díl bude věnován zkušenostem z přípravy pilotního projektu na obnovu VO. V průběhu let 2013 a 2014 byly v rámci služeb z oblasti veřejného osvětlení nabízených Energií pod kontrolou, obecně prospěšnou společností, zpracovány pasporty veřejného osvětlení ve 35 městech a obcích, které zahrnovaly celkem 8 000 světelných míst. Úkolem pasportů bylo zjistit současnou typovou skladbu prvků veřejného osvětlení, jejich fyzický stav, způsob napájení a ovládání a aktuální příkon a spotřebu
VO. Energie pod kontrolou, obecně prospěšná společnost, následně spustila pilotní projekt, v rámci kterého byla ve 25 vybraných obcích navržena a zrealizována I. etapa obnovy veřejného osvětlení.
Obr. 1. Nové veřejné LED osvětlení v obci Morkůvky
Tato obnova zahrnovala činnosti a práce odpovídající nastaveným finančním rámcům a její součástí bylo odstranění nejvážnějších nedostatků, výměna svítidel a oprava zapínacích míst. Hlavní cíle tohoto pilotního projektu:
- zajištění elektrické a mechanické bezpečnosti prvků VO,
- zvýšení bezpečnosti dopravy,
- zlepšení zrakové pohody,
- zlepšení vzhledu soustavy VO,
- zmenšení rušivého vlivu na okolí,
- unifikace svítidel VO,
- snížení nákladů na provoz VO.
Obr. 2. Nové veřejné LED osvětlení v obci Vedrovice
Jedním z důležitých cílů projektu byla unifikace svítidel VO, jejímž smyslem je zpřehlednění osvětlovacích soustav a snížení nákladů na údržbu. Unifikace svítidel znamená navržení takové typové řady, která je s minimálním počtem svítidel schopna zajistit světelnětechnické požadavky
na všech osvětlovaných komunikacích. Pro návrh takové řady bylo třeba v úvodní části pilotního projektu provést analýzu osvětlovaných komunikací, jejich zařazení do tříd osvětlení a dále zpracovat
analýzu skladby a uspořádání současných osvětlovacích soustav.
Pozemní komunikace a jejich zatřídění
U většiny řešených obcí je struktura pozemních komunikací podobná. Základ tvoří průjezdní komunikace, zpravidla silnice III. třídy, na kterou navazují místní komunikace obslužného charakteru s nízkou typickou rychlostí dopravy. Podél průjezdních komunikací bývá často situována občanská vybavenost obce, jako je obecní úřad, škola, kostel, obchod, restaurace a také zastávky autobusu. Proto podél těchto komunikací, a hlavně v místech občanské vybavenosti, bývá největší koncentrace dopravy a chodců, a tím i zvýšené riziko možné dopravní nehody. Proto je zajištění dopravní bezpečnosti na těchto komunikacích zásadní.
Z celkové délky osvětlených komunikací 160 km bylo 63 km (40 %) silnic a 97 km (60 %) místních komunikací. Zastoupení jednotlivých silnic, tj. I. třídy / II. třídy / III. třídy, bylo následující: 6 km / 15 km / 41 km.
Průměrné denní intenzity provozu se na silnicích I. Třídy pohybovaly v rozsahu od 3 000 do 8 500 voz./den a na silnicích II. třídy od 300 do 5 200 voz./den. U silnic III. Třídy byl údaj o intenzitě provozu k dispozici pouze z nejvytíženějších úseků a její maximální hodnota byla 2 800 voz./den.
U většiny ostatních silnic III. třídy nebyl teto údaj k dispozici, ale podle intenzit provozu na navazujících komunikacích lze předpokládat, že dosahují hodnot do 1 000 voz./den.
Průměrné denní intenzity provozu se na silnicích I. Třídy pohybovaly v rozsahu od 3 000 do 8 500 voz./den a na silnicích II. třídy od 300 do 5 200 voz./den. U silnic III. Třídy byl údaj o intenzitě provozu k dispozici pouze z nejvytíženějších úseků a její maximální hodnota byla 2 800 voz./den.
U většiny ostatních silnic III. třídy nebyl teto údaj k dispozici, ale podle intenzit provozu na navazujících komunikacích lze předpokládat, že dosahují hodnot do 1 000 voz./den.
Obr. 3. Nové veřejné LED osvětlení v obci Morkůvky
V závislosti na intenzitě provozu, charakteru prostředí a uspořádání dopravního prostoru byly silnice I. třídy zařazeny do tříd osvětlení ME3c nebo ME4b, silnice II. třídy do tříd osvětlení ME4b nebo ME5 a silnice III. třídy do tříd osvětlení ME5 nebo ME6. Do tříd ME6 byly zařazeny pouze silnice III. třídy, které nebyly průjezdní a v dané obci končily. Některé významné veřejné prostory, jako jsou náměstí, návsi apod., byly zařazeny do třídy osvětlení S3 (Em = 10 lx). Místní obslužné komunikace byly podle svého charakteru a navazujících komunikací zařazeny do třídy osvětlení S4 (Em = 5 lx). Komunikace s malým využitím, nezpevněné komunikaci apod. byly zařazeny do třídy osvětlení S5 (Em = 3 lx).
Soustavy veřejného osvětlení
Většina původních osvětlovacích soustav ve vybraných obcích má vzhledem k uspořádání světelných míst (rozteče 60 až 70 m) orientační charakter a v mnoha případech jejich uspořádání není homogenní. Liší se roztečemi, vzdálenostmi od osvětlovaných komunikací a někde i výškami. Zajistit úplné splnění normativních požadavků na všech komunikacích bez kompletní rekonstrukce soustav VO není možné. Nicméně v rámci pilotního projektu se díky některým dále uvedeným opatřením podařilo splnit normativní požadavky na všech dopravně důležitých komunikacích i na většině místních komunikací obslužného charakteru.
Soustavu VO ve 25 vybraných obcích tvořilo celkem 3 013 světelných míst napájených ze 71 zapínacích míst. Pozemní komunikace osvětlovalo 2 813 světelným míst. Dalších 200 světelných míst, která zatím zůstala zachována, zahrnovalo parková (149 ks) a přechodová svítidla (24 ks)
a světlomety pro architekturní osvětlení (27 ks). Z celkového počtu 3 013 světelných míst je 1 042 (35 %) napájeno zemním vedením a 1 972 (65 %) vrchním vedením. Pouze ve dvou obcích byla soustava VO kompletně napájena zemním vedení. Svítidla napájená vrchním vedením jsou v převážně většině instalována na betonových stožárech distributora nn. Rozteče mezi těmito stožáry jsou od 30 do 35 m, avšak ve většině případů byla svítidla instalována ob stožár, tedy v rozteči 60 až 70 m. V některých případech jsou tyto betonové stožáry relativně daleko od osvětlované komunikace (až 5 m). Instalační výška svítidel se v těchto případech pohybuje od 6 do 8 m (nejčastěji 7 m). Při uvedené geometrii
nelze na průjezdních silnicích (třída ME) zajistit rovnoměrnost osvětlení podle norem. Proto v takových případech bylo navrženo doplnit svítidla na každý betonový stožár. To představovalo celkové zvýšení počtu svítidel o 512. U větších vzdáleností mezi betonovými stožáry a osvětlovanou komunikací bylo navrženo použít delší výložníky.
Obr. 4. Nové veřejné LED osvětlení v obci Vlasatice
Na světelných místech napájených zemním vedením byla svítidla instalována u starších soustav na natíraných ocelových stožárech, u novějších soustav na zinkovaných ocelových stožárech. Geometrie světelných míst (výška, rozteč, vzdálenost od komunikace) většiny soustav napájených zemním vedením byla taková, že bylo mož obcích se vyskytly situace, kdy část stožárů pro osvětlení průjezdní silnice III. Třídy měla výšku 4 a 5 m. Pro takové výšky nebylo možné při dané rozteči splnit požadavky na omezení oslnění předepsané normou. Proto bylo v těchto případech navrženo zvětšit výšku světelných míst na min. 6 m.
Návrh typové řady svítidel
Pro návrh typové řady svítidel byly využity výsledky předchozích analýz, které byly dále doplněny rozborem hlavních parametrů ovlivňujících vjem nočního prostředí z pohledu jak zrakového výkonu, tak i zrakové pohody.
Pro návrh typové řady svítidel byly využity výsledky předchozích analýz, které byly dále doplněny rozborem hlavních parametrů ovlivňujících vjem nočního prostředí z pohledu jak zrakového výkonu, tak i zrakové pohody.
Obr. 5. Svítidlo SELED pro světelné diody 84 W, 8 620 lm, 3 000 K (Exeled, s. r. o.)
Mezi tyto parametry patří:
- rovnoměrnost osvětlení,
- zábrana oslnění,
- osvětlení okolí,
- spektrální (barvené) vlastnosti zdrojů,
- hladina osvětlenosti, resp. jasu.
Vzhledem k tomu, že součástí I. Etapy obnovy byla pouze výměna svítidel, při zachování původní geometrie osvětlovací soustavy bylo třeba pro navrhovanou typovou řadu zvolit svítidla s dostatečně širokou křivkou svítivosti v podélném i příčném směru. Důvodem je to, aby při dané instalační výšce bylo možné osvětlit co největší rozsah šířek komunikací, resp. aby komunikace o dané šířce bylo možné osvětlit z co největšího rozsahu výšek při dodržení předepsané rovnoměrnosti osvětlení. Dostatečně široká křivka svítivosti v příčném směru zajistí také osvětlení okolí komunikace, což je důležité z pohledu bezpečnosti, zvláště u průjezdních silnic. Naproti tomu omezující podmínkou pro šířku křivky svítivosti v podélném směru je, aby byla schopna zajistit požadovanou úroveň jasu povrchu komunikace při splnění požadavků na omezení oslnění od svítidel.
Volbu vhodného barevného tónu světla ovlivňuje několik hledisek. Mezi velmi důležitá patří subjektivní hodnocení pozorovatelů a požadovaná atmosféra venkovních prostorů v noci. Na základě mnoha výzkumů a terénních testů [1] se pro VO jeví jako vhodnější teple bílý barevný tón světla. Proto bylo pro osvětlení většiny komunikací a veřejných prostorů navrženo použít svítidla osazená světelnými zdroji s teplotou chromatičnosti 3 000 K. Pouze pro osvětlení silnic I. třídy s velkou intenzitou provozu bylo navrženo použít světelné zdroje s neutrálně bílým barevným tónem (4 000 K). Chladně bílý barevný tón zůstal rezervován pro osvětlení přechodů pro chodce. Podání barev a spektrální složení světla použitých světelných zdrojů mají vliv nejen na kvalitu zrakového vjemu (věrnější vjem barev), ale také na zrakový výkon [2]. V některých zemích, např. ve Velké Británii nebo Itálii [3], [4], jsou již v rámci norem zohledňovány i spektrální vlastnosti světelných zdrojů (Ra, S/P). Při použití zdrojů s kvalitnějším spektrálním složením má toto složení vliv na zvýšení zrakového výkonu. Z tohoto důvodu bylo navrženo použít svítidla osazená světelnými zdroji s velkým indexem podání barev Ra ≥ 80.
Na základě výsledků uvedených analýz a výsledků světelnětechnických výpočtů typických modulů osvětlovacích soustav byl zvolen nejvhodnější tvar křivky a navržena výkonová řada, kterou tvoří
svítidla s uliční křivkou svítivosti osazená světelnými diodami se světelným tokem 2 070, 4 250, 6 300, 8 620 a 12 500 lm. Výsledkem celého procesu byla svítidla SELED (obr. 5), která vyrobila a do pilotního projektu dodala firma Exeled, s. r. o.
Závěr
Pilotní projekt má být dokončen k 30. listopadu 2014. Příklady již hotových úseků v obcích Moravany, Vedrovice, Morkůvky a Vlasatice jsou uvedeny na obr. 1 až obr. 4. Na základě zkušeností a poznatků z tohoto pilotního projektu by mělo následovat zpracování II. etapy obnovy veřejného osvětlení, jejímž obsahem bude návrh kompletní rekonstrukce soustav VO. Smyslem tohoto dokumentu je charakterizovat představy o nočním vzhledu obce jako celku, o rozsahu VO s výhledem do budoucnosti a o kvalitě světelnětechnických parametrů i jednotlivých prvků soustavy VO. Jeho součástí bude také odhad investičních nákladů a návrh etapizace obnovy veřejného osvětlení.
Tento dokument by měl obcím sloužit jako předprojektová příprava pro zadání budoucí projektové dokumentace a jako podklad pro plánování investic.
Literatura:
[1] CIE 207:2014 The effect of spectral power distribution on lighting for urban and pedestrián areas.
[2] CIE 191:2010 Recommended system for mesopic photometry based on the visual performance.
[3] BS5489-1:2013 Code for practice for the design of road lighting Part 1: Lighting of rous and public amenity areas.
[4] UNI 11248:2012 Illuminazione stradale – Selezione delle categorie illuminotecniche.
Energie pod kontrolou
obecně prospěšná společnost
Brněnská 3883/48, 695 01 Hodonín
tel.: +420 518 304 245